第七章 生物与环境.doc

第七章 生物与环境 　　生物种类繁多，形态各异，颇有充满全球之势。但认真观察就会发现，任何生物都只能在一定的分布区生内活。鲤鱼离不开水，池塘干涸它就无法生存。青蛙虽技高一筹，能上岸捕食昆虫，但蛙卵和蝌蚪却在水中发育，没有水域它便不能繁衍。猴群生活在热带雨林里，它们凭借着灵活的肢体在树丛和藤蔓间上下攀援，来回悠荡，俨然是大森林的主人。然而，一旦离开这特定的环境，比如把猴子放到沙漠中去，它们便寸步难行了。人是“万物之灵”，在漫长的进化过程中，人类学会用火、做衣裳、修建房屋……随着现代科技的发展，人类的足迹几乎遍及全球，上至太空，下至“龙宫”，到处都受人类活动的影响。但是，请勿忘记，即使科技再发达，人类也还需要从环境中获取新鲜的空气，清净的饮用水和充足的食物。由此可见，一切生物，包括人类，都依赖于周围的环境。 　　但是，生物的活动也在影响和改变着环境。坚硬的岩石之所以变成土壤，其中固然有风吹、雨打、日晒之功，同时又是多种生物协同作用的结果，倘若没有多种生物源源不断地提供有机物，就不可能形成良田沃土。又如，野兔既依赖牧草，但它们的活动也在改变着草场。欧兔的爆炸性繁殖曾一度使澳洲的大片草原沦为荒漠。至于人类的刀耕火种、毁林开荒、围湖造田、拦江筑坝等活动对环境的影响就更大了。现在我们用一个简单的图解表示生物与环境间的相互关系，以及生态学的定义和研究对象，如图1- 　　生态学的定义是德国生物学家海克尔于1866年提出来的，他认为生态学是“研究生物与其生活场所间相互关系的科学。”就是说，生态学是研究生物和人与环境之间的关系，研究自然生态系统和人类生态系统的结构和功能的一门科学。现代生态学强调人类生产活动的经济效益，社会效益和生态效益三者的统一，就是强调了“人”的作用。 　　现代自然科学有向宏观和微观两个方向发展的趋势，生物学也不例外，它的研究对象大致可分为如下等级： 　　分子——细胞——器官——个体——种群——群落和生态系统——生物圈 　　生态学主要研究个体以上的等级，属宏观生物学的范围。根据研究范围，可将生态学分为： 　　1．个体生态学 　　研究生物个体或某一物种与环境因素相互关系的科学，与生理生态学相当。 　　2．种群生态学 　　种群是某特定时间栖居在某自然区域内的同种生物个体的组合。如某一池塘里的全部鲤鱼，某城市的总人口，都可视为种群。种群由同种个体组成，但却不是其简单相加或机械组合；它既包含有个体的特征，又有许多个体不具备的特征，如个体只有出生和死亡，种群却有出生率和死亡率，还有迁入、迁出、密度、性比、年龄结构和平均寿命等。种群特征还包括种内关系和种间关系。动物种群还有占据领地、迁移活动和社群行为。种群生态学是研究生物种群数量与环境条件相互关系的一门科学。它研究种群的自身调节、行为适应、信息传递、本种群与其他种群间的相互关系等。种群密度指单位空间内某种群个体数量，它与出生率、死亡率、迁入和迁出率、性比、年龄组成及平均寿命等有关。环境负荷量(负载量)包括环境阻力、环境负荷量、种群增长曲线及种群控制等内容。 　　3．群落和生态系统生态学 　　群落就是生活在一定地段或水域内，相互间具有直接或间接关系的各种动植物和微生的总体。简明点说，群落就是栖息于同一地域中所有种群的集合体。群落有分层现象，还有昼夜节律和季节相等特征。如热带雨林的分层现象就十分明显，温带森林在不同季节中的变化也很大。同一地域中的生物群落和非生物环境的集合体就是生态系统。如森林、草原、湖泊等都是典型的生态系统，一片稻田也可看作一个生态系统。生态系统生态学的研究属综合性很强的研究。例如，为提高水稻产量，就要研究水稻的群体结构，其产量与各种有害生物种群的关系，及其与温度、降水、土壤养分、酸碱度等非生物因素的关系，从而提出最科学、最合理的管理方案。 　　(1)对群落概念的认识 　　①群落不是任意物种的随意组合；②群落边界的划分；③群落间的联系；④群落有大有小；⑤群落有自养的，也有异养的；⑥群落的性质是由组成群落的各种生物的适应性以及这些生物彼此间的相互关系所决定的，群落是各个物种适应环境和彼此相互适应过程的产物。 　　(2)群落的基本特征 　　①物种多样性；②植物的生长型和群落的结构；③优势现象；④物种的相对数量；⑤营养结构。群落的特征随群落的变化而变化。群落随时间发生的变化就是演替；随空间位置的不同也会变化。 　　(3)演替与顶级群落 　　①初生演替；②次生演替；③演替系列；④演替所经历的时间；⑤“沧海桑田”：湖泊→森林的演替阶段；群落的演替是一个有规律、有一定方向和可以被人所预测的过程；⑥顶级群落的理论，顶级群落的特征；⑦演替和物种多样性。 第一节 人类与生物圈 　　地球表面由大气圈、水圈和岩石圈构成，其中适于生物生存的范围大致包括大气圈的下层、岩石圈的上层和水圈的全部。生物圈